双工字钢板组合梁桥的时变体系冗余性评估

为评估双工字钢板组合梁桥应对非对称极端作用的时变体系冗余性,采用数值增量算法,开展了双工字钢板组合梁桥非对称荷载下的弹塑性全过程分析.提出了基于弹塑性累积应变能的构件承载贡献率指标,研究了双工字钢板组合梁桥时变体系冗余性的影响因素及变化规律,揭示了双工字钢板组合梁桥冗余性不足的内在原因.结果表明:横向刚度和主梁延性是影响钢板组合梁桥体系冗余性的主要因素,横向传力刚度越大,主梁延性越高,则结构体系冗余性越强;与典型多主梁体系相比,双工字钢板组合梁桥的横向传力刚度降低约24%,导致结构冗余度降低约55%;材料劣化引起的主梁延性退化会导致冗余度在寿命周期最大下降约25%.

大跨度公铁合建斜拉桥钢混板-桁组合梁关键节点空间受力特性

针对大跨度公铁合建斜拉桥—主跨808 m洪奇沥特大桥新型钢混板-桁组合梁的关键节点—辅助墩顶钢混节点,采用ANSYS软件建立钢桁-混凝土板组合梁部分节段细化的全桥多尺度有限元模型,分析边跨组合梁节点在受力最不利工况下的受力规律及传力特性,并讨论下弦杆等杆件截面等结构参数变化对节点受力、传力的影响规律。结果表明:最不利组合工况下,边跨组合梁辅助墩顶钢混节点处钢结构最不利Mises应力为265.9 MPa,混凝土局部最大名义拉应力为9.2 MPa,导致局部开裂而受力转移至钢结构;在辅助墩顶局部负弯矩影响下,内外节点板处应力总体呈“倒V”形分布,混凝土顶面及底面分别呈“鞍形”及“倒鞍”形分布;节点处下弦杆(含管内混凝土)、竖杆分别传递77.86%和40.15%荷载,为纵向、竖向主要传力构件;混凝土桥面厚度变化对自身应力影响明显,其厚度和下弦杆截面面积对纵向传力比影响大,竖杆截面面积对自身竖向传力影响相对明显;混凝土厚度及下弦杆、斜腹杆、竖杆截面为节点受力、传力的主要影响因素,其系数在0.8~1.1时,组合梁关键节点各构件应力及传力比均较为合理。

公铁合建钢混板-桁斜拉桥悬挑式钢锚箱受力特性及结构优化

为研究大跨度公铁合建钢混板-桁斜拉桥主梁悬挑式索梁钢锚箱结构的受力特性及结构优化,以主跨808 m的洪奇沥特大桥钢锚箱为背景,采用仿真分析方法,研究钢锚箱3个设计方案主要板件应力、焊缝应力以及推荐方案锚箱节点的传力特性和锚箱参数对钢锚箱受力的影响。结果表明:锚箱尺寸较大、顶底板加肋方案的主要板件应力最大为300 MPa,小于其他2种方案,且6条焊缝的最大应力和应力不均匀系数较优,因此确定该方案为最终设计方案;索力首先由锚垫板直接向钢锚箱顶、底板和内外腹板较为均匀传递,最终边弦杆底板、内腹板和外腹板分别承担了22.2%,46.4%和31.4%的索力;节点处副桁斜杆、近桥塔侧和远桥塔侧边弦杆、混凝土桥面、节点横梁分别传递约66.71%,9.72%,9.32%,9.68%和4.56%的斜拉索竖向分力;板件应力随顶底板厚度增加而减小,顶底板深入边弦杆长度增加可以降低底板-内腹板焊缝峰值应力,顶底板间距减小可降低内外腹板和顶底板与锚垫板接触区域应力;顶底板厚44 mm、锚箱顶底板深入边弦杆长度1800 mm、顶底板间距660 mm时较为合理。

高层建筑梁式转换层结构设计

如今城市迅速发展,土地资源紧张,高层建筑屡见不鲜。相比一般建筑,高层建筑在结构设计上属于重点难点项目,其中梁式转换层更是重中之重。加强梁式转换层结构设计对于高层建筑项目建设而言具有重要意义。本文将围绕着高层建筑梁式转换层结构设计展开研究,对高层建筑梁式转换层结构构件设计与构造做出分析,并进一步探究高层建筑梁式转换层结构设计要点,为相关项目的设计、施工提供思路,提升高层建筑建设的安全性与效率。

预制T梁架设阶段横向温度梯度作用侧向变形研究

为控制大跨预制混凝土T梁架设阶段由横向温差导致的侧向失稳,以标准截面预制混凝土T梁为背景,对架设阶段横向温度梯度作用下的T梁侧向变形进行研究。建立截面热传递理论模型,通过热传递有限元分析得到主梁温度时程与分布,并与实测结果对比以验证有限元分析准确性,分析极端环境条件下(最高气温、最低气温、最大温差和最强太阳辐射)截面横向温度梯度分布,提出横向温度梯度多线性分布模式和预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形简化分析方法。结果表明:热传递有限元分析计算结果与实测结果吻合;混凝土T梁顶、底板温差明显,且均产生较大的横向温度梯度;顶、底板及腹板的最高温度均出现在太阳直射边缘,最低温度出现在横向中心位置附近;采用简化分析方法计算预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形,并得到不同标准截面梁在极端横向温度梯度下的侧向变形与跨径的关系,可为预制混凝土T梁架设时侧向变形控制提供参考。

深中通道泄洪区非通航孔桥110 m跨钢箱梁架设关键技术

深中通道4座泄洪区非通航孔桥为110 m跨连续钢箱梁桥,钢箱梁共计110片,标准梁重1627 t。钢箱梁利用“天一号”运架一体船逐孔吊装,采用托梁辅助的兜吊方式架设,上吊下托。专门设计特制吊具,配2个托梁,以适用于不同梁型。钢箱梁由3家单位制造,其中72片钢箱梁采用横向滚装上船转运,另38片不需要转运;由“天一号”沿垂直支墩的方向驶入取梁;架梁前在墩顶设置临时支点和调节千斤顶;钢箱梁架设时,利用“天一号”先右幅后左幅逐孔吊装,钢箱梁临时支承于墩顶临时支点上,精调完成后落梁于永久支座上,完成体系转换。通过船舶就位时采用精确绞锚定位技术,在起吊、落梁过程中使用整体兜吊工艺,采用三向调节千斤顶等关键技术及控制措施,确保了110 m跨钢箱梁架设的稳定性和准确性。

基于双向渐进结构优化算法的预制拼装箱梁剪力键设计研究

为研究单项和多项荷载组合作用下节段预制拼装箱梁接缝处剪力键受力状况,以郑州南四环全预制装配高架桥为背景,采用Abaqus软件和双向渐进结构优化(BESO)算法,建立典型箱梁节段分析模型,研究剪力键在单位轴力、剪力、扭矩、弯矩和不同荷载组合作用下的布置规律。结果表明:轴力作用时剪力键应布置于顶板;剪力作用时剪力键应布置于腹板和底板;扭矩作用时剪力键应布置在顶板、腹板交接处和腹板外侧;横桥向弯矩作用时剪力键应布置于顶板、腹板下侧和底板;竖向弯矩作用时,剪力键应布置于顶板翼缘。轴剪组合作用下,当剪力占比小于50%时,轴力对剪力键布置起控制作用;当剪力占比达95.24%时,剪力对剪力键布置起控制作用。弯剪组合作用下,当剪力占比超过4.76%时,剪力对剪力键布置起控制作用;当剪力占比小于0.50%时,横桥向弯矩对剪力键布置起控制作用。扭剪组合作用下,当剪力占比超过0.10%时,剪力对剪力键布置起控制作用。预制拼装箱梁剪力键布置受荷载类型及荷载组合影响显著,应考虑不同位置剪力键的实际受力状况进行设计。

马鞍山公铁两用长江大桥大节段钢桁梁滩地长距转运、存放关键技术

马鞍山公铁两用长江大桥主航道桥为(112+392+2×1120+392+112)m三塔钢桁梁斜拉桥,钢桁梁采用全焊节段设计、制造,标准节段长28 m,节段最大重量约1800 t。边跨及辅助跨钢桁梁采用顶推架设,主跨钢桁梁节段采用架梁吊机原位起吊悬臂架设。为解决该桥岸上和滩地范围钢桁梁节段无法船运至起吊位置架设的难题,提出在Z4号墩附近设提升站,提升站与Z3号墩间设运梁栈桥(平行于施工栈桥),提升站提升钢桁梁节段至运梁栈桥上,再运输至起吊位置或存放于运梁栈桥上的方案。提升站采用立柱+纵梁+横梁的门式结构,通过横梁顶设置的4套提升系统和纵梁顶设置的2套纵移系统,实现了钢桁梁节段的同步提升、纵移和下放。运梁栈桥采用钢管桩+双层分配梁+焊接工字形主纵梁+钢轨的结构形式,对齐钢桁梁边桁双幅布置,标准跨度15 m,降低了防洪影响。钢桁梁节段转运时采用4台轮轨式运梁台车运输,通过液压油缸保持各支点反力恒定,保证了运输中钢桁梁和运梁栈桥受力安全。钢桁梁节段运输到存放位置后,运梁台车油缸卸落,通过钢桁梁节段支点处的垫梁支撑在运梁栈桥主纵梁两侧的存梁立柱上,台车驶离,实现了钢桁梁节段存放。

西堠门公铁两用大桥索梁锚固区域受力分析及传力机理研究

甬舟铁路西堠门公铁两用大桥主桥为主跨1488 m斜拉-悬索协作体系桥,主梁由3个流线型扁平钢箱梁组成,斜拉索梁端采用内置于边箱风嘴部位的钢锚箱锚固,钢锚箱与箱梁纵腹板双侧连接。为研究该桥索梁锚固结构的受力特性和焊缝传力机理,确保锚固结构承载安全可靠,选择全桥索力荷载最大的S26号钢锚箱索梁锚固结构进行局部受力研究。采用Abaqus软件建立索梁锚固区域多尺度有限元模型,分析不同施工阶段对索梁锚固结构受力状态的影响,以及索梁锚固结构处于不同索力工况下,锚固区域应力分布和焊缝传力机理。结果表明:钢锚箱锚固结构设计合理、安全可靠;锚箱结构受力相对独立,基本不受梁段施工阶段边界条件变化影响,而与锚箱相连内腹板则存在约17%的应力变化;索梁锚固区域整体应力水平较低,但存在明显的应力集中现象,主要分布在锚箱与腹板相连的6条焊缝附近,且随着索力荷载增大,应力集中现象更为突出;锚箱与腹板相连的6条焊缝分配索力合理,但不同焊缝等效应力沿焊缝方向呈现不同分布形式,且随着索力荷载增大,焊缝等效应力分布特征更加显著。

大跨度公铁同层斜拉桥锚箱式索梁锚固结构传力机理及参数分析

鉴于锚箱式索梁锚固结构构造和受力复杂,以某在建四塔大挑臂公铁同层斜拉桥锚箱式索梁锚固结构为研究对象,采用数值模拟分析该结构在设计索力作用下应力分布规律及荷载传递机理,通过参数分析研究合理的结构设计参数。研究结果表明,该桥索梁锚固结构各受力板件均存在不同程度的应力集中,应力集中主要出现在板件开孔边缘以及板件间交界处;锚固结构通过支承板与主梁腹板间4条连接焊缝以剪力的形式传递92.5%的索力,索力传递效率较传统钢锚箱更高;锚固结构中,各受力板件厚度变化对各板件力学行为影响具有耦合性,封端板和支承板受力对其自身厚度变化最为敏感,且封端板和支承板厚度增加能够缓解各板件的应力集中,但2片外侧加劲板对锚固结构各板件受力影响很小。建议该类型索梁锚固结构在保留封端板和支承板原设计的基础上去除两侧加劲板,将更具经济性。

连续钢箱梁桥顶推施工主梁线形修正方法研究

为提高顶推施工钢箱梁桥主梁线形控制精度,提出一种线形偏位向量转换方法,该方法对理想状态下的传递矩阵法进行了修正,可实现对顶推施工钢箱梁纵轴线水平向偏位与竖向偏位的阶段性矫正。建立用以识别钢箱梁线形状态的空间坐标系统,以钢箱梁节段两端控制点水平坐标与高程为基本变量,基于已拼装梁段上各控制点实际坐标与设计坐标差,构造梁段线形偏位向量与偏位平方和表达式;通过求解偏微分方程极值,对已拼装梁段线形进行计算转化,得到整体线形偏位离散度最低时的“转换线形”;比较“转换线形”与“理论线形”,对待拼装梁段拼装线形进行修正。实际工程应用表明,采用该方法控制顶推施工钢箱梁拼装线形,成桥阶段全桥顶推段主梁线形轴线水平向偏位值低于5 mm,竖向偏位值低于15 mm,永久墩处梁段轴线水平向偏位与竖向偏位分别低于4和10 mm,线形控制精度满足规范要求。

基于Abaqus的大跨度型钢混凝土转换梁受力性能分析

某井塔结构采用冻结法,拟在标高18.2 m处进行抽柱处理,对转换梁进行受力性能分析。为保证有限元建模精度和预测强度的准确性,对T型接头轴向强度试验进行了有限元建模参数的对比研究。结果表明,型钢翼缘宽度对于转换梁竖向位移影响较小,可降低纵筋屈服后转换梁竖向位移,以免型钢提前进入屈服阶段,导致转换梁的整体刚度下降。

有梁式转换层的高层建筑结构设计与研究

结合厦门市一幢有梁式转换层的高层建筑 ,介绍了结构转换层方案的选择、转换梁截面尺寸的确定、转换梁的试验研究。

梁式转换层有限元分析模型的选取

针对应用最多的梁式转换层中转换大梁的内力计算需要采用有限元方法进行分析的特点，本文探讨了有限元分析模型选取中几种影响因素。

钢骨混凝土梁式托柱转换层结构的研究

通过对钢骨混凝土（ＳＲＣ） 和钢筋混凝土（ＲＣ）梁式托柱转换层结构模型在低周反复水平荷载下的对比试验研究及非线性有限元分析，探讨了ＳＲＣ 和ＲＣ梁式托柱转换层结构的破坏机制，提出了ＳＲＣ梁式托柱转换层的有关设计建议。结果表明，ＳＲＣ梁式托柱转换层结构的破坏机制优于ＲＣ梁式托柱转换层结构。

既有建筑托梁拔柱改造设计与施工控制

伴随低碳理念,我国建筑业发展正在步入低投入低消耗的现代化改造、维修与加固时期。托梁拔柱作为一种扩大柱间距较好的技改方法得到了广泛应用。由于改造过程的结构时变特性以及现场作业难度大等特点,导致其高风险性。为此,结合既有建筑托梁拔柱改造实践,在系统探讨托梁拔柱改造施工工艺流程的基础上,基于现代工程安全理论,分析了既有结构承载能力降低风险、设计完整结构在施工过程呈现的阶段非完整性失效风险、托梁拔柱施工质量风险、施工过程人身伤害风险以及托梁拔柱工程使用安全风险。综合应用建筑防倒塌设计方法和建筑加固技术,提出了既有建筑托梁拔柱改造的构造设计、极限状态设计、变形与刚度控制和结构布置防倒塌设计原则,并建议了结构加固、托梁原位制作以及截柱卸载施工技术要点,最后介绍了单层工业厂房和多层框架办公建筑托梁拔柱改造的实例。

承托八层框架预应力转换梁设计研究

介绍了某工程主入口处上托八层框架大跨度连续预应力转换梁的设计特点,包括受力分析、预应力筋的布置、截面设计、模拟实际施工的分析及张拉测试等,提出了应注意的问题及相应措施,取得了改善结构受力性能、提高抗裂性及满足正常使用的良好效果,为类似工程的设计提供借鉴.

型钢混凝土梁式托墙转换层设计中的问题及应用

从工程实例和理论分析入手,对型钢混凝土托墙,托柱转换梁的受力特点、截面设计方法、整体计算软件及其相关参数的选取等进行了细致的分析。以一幢32层托墙转换梁结构为研究对象,采用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件(多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件)对型钢混凝土转换梁进行设计,分析了转换梁弯矩与跨高比关系、转换梁剪力与跨高比的关系。给出了型钢混凝土转换梁的构造要求和设计建议,可供工程设计时参考使用。

江苏省公安交通指挥控制中心预应力混凝土曲梁转换层结构设计

介绍了江苏省公安交通指挥控制中心预应力混凝土曲线转换梁的设计计算特点。

钢筋混凝土短梁刚度和变形的分析与计算

分析了钢筋混凝土简支短梁和连续短梁实测荷载 挠度曲线的特征 ,探讨了剪切效应和斜向开裂对钢筋混凝土短梁刚度和变形的影响 ,提出了考虑剪切效应和斜裂缝影响的钢筋混凝土短梁变形的计算公式 。